WO2017092894A1 - Umlageschlauch mit wenigstens einem umlagenschutz - Google Patents

Umlageschlauch mit wenigstens einem umlagenschutz Download PDF

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WO2017092894A1
WO2017092894A1 PCT/EP2016/070273 EP2016070273W WO2017092894A1 WO 2017092894 A1 WO2017092894 A1 WO 2017092894A1 EP 2016070273 W EP2016070273 W EP 2016070273W WO 2017092894 A1 WO2017092894 A1 WO 2017092894A1
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hose
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Klaus Brühne
Klaus Schmelter
Metin Tasseki
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Contitech Schlauch Gmbh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B1/00—Layered products having a non-planar shape
    • B32B1/08—Tubular products
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L11/00—Hoses, i.e. flexible pipes
    • F16L11/04—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics
    • F16L11/08—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with reinforcements embedded in the wall
    • F16L11/085—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with reinforcements embedded in the wall comprising one or more braided layers

Definitions

  • the invention relates to a transfer tube with at least one levy protection, which is used in particular at high temperatures.
  • Generic transfer hoses are known for example from WO2014 / 019796A2. These are flexible hoses, which are provided with an outer layer of reinforcements, the so-called surcharge. Within the surrounding outer layer, such tubes may have multiple layers or layers of different elastomers, thermoplastic elastomers or thermoplastics and reinforcements.
  • the outer layer of reinforcements may be in the form of a braid, knitted fabric, knitted fabric, woven fabric or the like.
  • the object of the invention is thus to provide a transfer tube with at least one transfer protection which eliminates or at least significantly reduces the abovementioned disadvantages. This object is achieved in that the levy protection of the Umlageschlauches based on at least one synthetic resin dispersion is water-based.
  • Synthetic resins are synthetic resins, which "[...] are obtained synthetically via polymerization or polycondensation reactions and have very different chemical compositions. Synthetic resins are generally liquid or solid amorphous products without sharp ones
  • the synthetic resins include u. a.
  • Hydrocarbon (petroleum) resins urea, alkyd, epoxy, melamine, phenolic, polyester, unsaturated polyester resins (UP resins), polyurethane, ketone, coumarone-indene, isocyanate, polyamide and terpene Phenolic resins Brook. "The definition of the resins is based on DIN 55958.
  • the synthetic resin dispersion can be applied free of organic solvents.
  • the storage time of the levy protection to be applied is increased from approx. 4 to 8 weeks to approx. 12 months.
  • Properties to deteriorate This may be, for example, to particles, in particular metal particles, to increase the radiation or heat protection, or pigments and / or coloring substances for colored design of the levy. Also additives for adjusting the electrical conductivity or anti-static are possible.
  • the nature of the levy protection can be easily adjusted via the water content.
  • the anti-seizing protection based on an aqueous synthetic resin dispersion leads to an improvement of the media resistance, e.g. in addition to battery acid, UV light, etc.
  • the geometry accuracy is also achieved with molded hoses.
  • An aqueous synthetic resin dispersion based on at least one styrene acrylate has proven particularly suitable.
  • the solids content is preferably between 10 and 40 wt .-% at a pH between 7 and 8.
  • the aqueous synthetic resin dispersion preferably based on at least one styrene acrylate, is free of organic solvents, i. the amount of organic solvents is 0 wt .-%.
  • organic solvents here are hydrocarbons, halogenated
  • the levy protection may contain other ingredients. These may be further binders, dyes or pigments, for. Ex. Titanium dioxide or mica, fillers, such as, for example, calcium carbonate, Silicates or quartz flour, stabilizers, defoamers, thickeners and / or preservatives act.
  • binders such as, for example, calcium carbonate, Silicates or quartz flour, stabilizers, defoamers, thickeners and / or preservatives act.
  • hoses may contain a plurality of layers or layers of different elastomers, thermoplastic elastomers or thermoplastics.
  • surcharge still one or more embedded
  • Reinforcing layers be present.
  • all known to the expert person strength materials can be used.
  • thermoplastic elastomers in principle, all elastomers, thermoplastic elastomers or thermoplastics can be used according to the invention. Preference is given to elastomers, thermoplastic elastomers or thermoplastics which have a temperature resistance of greater than or equal to 150 ° C.
  • the elastomers are, for example, selected from the group consisting of:
  • HNBR hydrogenated nitrile rubber
  • FKM fluoro rubber
  • ECO polyepichlorohydrin
  • EVA ethylene-vinyl acetate rubber
  • ACM acrylate rubber
  • AEM ethylene acrylate Rubber
  • FFPM perfluorinated propylene rubber
  • FFKM perfluorocarbon rubber
  • EPDM ethylene-propylene-diene rubber
  • Temperatures can be achieved using HNBR, FKM, FPM, ACM, AEM, and / or silicone rubber, with FKM, FPM, and AEM being particularly well suited.
  • the elastomers mentioned can be used alone or as a blend with at least two elastomers.
  • thermoplastic elastomers in the blend with thermoplastic elastomers and / or thermoplastics.
  • thermoplastic elastomer is preferably at least one thermoplastic elastomer with polycarbonate component (TPE-C) use.
  • Synthetic materials are in particular synthetic polymers, such as polyacrylonitrile, polypropylene, polyester, polyamide, polyurethane, polyphenylene sulfide, polyoxadiazole, aramids, such as p-aramid, m-aramid or co-poly para aramid, polyimide, polyetherimide, polyetheretherketone, polyethylene 2,6-naphthalate, polyphenylene,
  • synthetic polymers such as polyacrylonitrile, polypropylene, polyester, polyamide, polyurethane, polyphenylene sulfide, polyoxadiazole, aramids, such as p-aramid, m-aramid or co-poly para aramid, polyimide, polyetherimide, polyetheretherketone, polyethylene 2,6-naphthalate, polyphenylene,
  • the natural materials may be rockwool or asbestos or cotton, flax or hemp, or wool, cellulose, modal or silk.
  • Inorganic materials such as glass, ceramics, carbon (carbon), metal or rock, such as basalt, are also conceivable.
  • the materials mentioned may be used alone or in combination, e.g. as a hybrid or as a mixed braid.
  • the transfer tube according to the invention can additionally be rigid with a bend
  • the rigid reinforcements are preferably monofilaments, also referred to as monofilaments, which are wound in the same direction or in opposite directions around or in the levy.
  • the monofilaments can also be wound crossed.
  • the monofilaments can be made of a metallic, such as.
  • Stainless steel, or a non-metallic material, such as. PPS or POD be constructed. That is, the material of the rigid reinforcement can be the same as or different from the material of the levy.
  • the levy is applied as a textile fabric in the form of braid, cord, knitted fabric, knitted fabric, woven fabric, non-woven or scrim, wherein preferably the application takes place as a braid.
  • the coating layer can be formed in one or more layers.
  • the overlay layer preferably has 1 to 5 layers, particularly preferably 1 to 3 layers and very particularly preferably 1 to 2 layers.
  • Fig. 1 shows a transfer tube constructed of:
  • FIG. 2 shows a transfer tube according to the invention constructed from:
  • Inner layer 1 coating layer 2, deposit protection 3

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

Der Umlageschlauch enthält wenigstens einen Umlagenschutz (3) auf der Basis wenigstens einer Kunstharzdispersion auf Wasserbasis. Der Umlageschlauch ist insbesondere ein Turboladerschlauch.

Description

Beschreibung
Umlageschlauch mit wenigstens einem Umlagenschutz
Die Erfindung betrifft einen Umlageschlauch mit wenigstens einem Umlagenschutz, der insbesondere bei hohen Temperaturen zum Einsatz kommt.
Gattungsgemäße Umlageschläuche sind zum Beispiel aus WO2014/019796A2 bekannt. Es handelt sich um flexible Schläuche, die mit einer äußeren Lage aus Festigkeitsträgern, der so genannten Umlage, versehen sind. Innerhalb der umhüllenden äußeren Lage können derartige Schläuche mehrere Lagen oder Schichten aus unterschiedlichen, Elastomeren, thermoplastischen Elastomeren oder Thermoplasten und Festigkeitsträgern aufweisen. Die äußere Lage aus Festigkeitsträgern kann als Geflecht, Gestrick, Gewirke, Gewebe oder dergleichen vorliegen.
Wie in WO2014/019796A2 bereits beschrieben, ist es möglich, auf die Umlage, d.h. auf die außen liegenden Festigkeitsträger, einen Schutz aus Resorcinformaldehydlatex (RFL) oder Fluorpolymer aufzubringen, der die Fasern vor äußeren Einflüssen, wie bspw.
mechanische oder chemische Beschädigungen, schützt.
Nachteilig bei einem derartigen Umlagenschutz ist, dass der Auftrag mit Hilfe organischer Lösemittel erfolgen muss und sich Schwankungen bzw. Unregelmäßigkeiten des
Umlagenschutzes durch das unterschiedliche Verdampfen der Lösemittelkomponente ergeben. Aus dem Einsatz organischer Lösemittel entstehen aufwendige Auflagen aus Umwelt- und Sicherheitsgründen, zum Beispiel das Installieren von bestimmten
Absaug Vorrichtungen, das Einhalten definierter MAK-Werte und ggf. weitere
Schutzmaßnahmen für Mensch und Umwelt. Die Verwendung von möglichst geringen Konzentrationen organischer Lösemittel führt zu einer höheren Viskosität, wodurch die RFL-Lösungen und / oder die Fluorpolymer- Lösungen entweder gar nicht oder nur sehr oberflächlich in die Fasern der Umlage eindringen können. Beim Schneiden der Schläuche fransen die Fasern an den Schnittkanten dadurch weiterhin stark aus, was einerseits nicht den Kundenvorstellungen entspricht und andererseits auch die Lebensdauer der Umlage und somit des gesamten Umlageschlauches negativ beeinträchtigt. Im Rahmen einer Weiterentwicklung von WO2014/019796A2 besteht die Aufgabe der Erfindung somit darin, einen Umlageschlauch mit wenigstens einem Umlagenschutz bereitzustellen, der die oben genannten Nachteile beseitigt oder zumindest deutlich reduziert. Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass der Umlagenschutz des Umlageschlauches auf der Basis wenigstens einer Kunstharzdispersion auf Wasserbasis ist.
Gemäß Römpp Chemielexikon Online sind Kunstharze synthetische Harze, die„ [...] auf synthetischem Wege über Polymerisations- oder Polykondensations-Reaktionen gewonnen werden und sehr unterschiedliche chemische Zusammensetzungen haben. Synthetische Harze sind im Allgemeinen flüssige oder feste amorphe Produkte ohne scharfen
Erweichungs- oder Schmelzpunkt. Zu den synthetischen Harzen gehören u. a.
Kohlenwasserstoff-(Petroleumharze), Harnstoff-, Alkyd-, Epoxid-, Melamin-, Phenol-, Polyester-, ungesättigte Polyesterharze (UP-Harze), Polyurethan-, Keton-, Cumaron-Inden- , Isocyanat-, Polyamid- und Terpen-Phenol-Harze [...]". Die Definition der Harze erfolgt mittels DIN 55958.
Durch die Verwendung wenigstens einer Kunstharzdispersion auf Wasserbasis werden zusätzlich zu den Umwelt- und Gesundheitsaspekten folgende Verbesserungen erzielt: Die Kunstharzdispersion kann frei von organischen Lösemitteln aufgebracht werden.
Durch die so vorhandene geringere und vor allem konstante Viskosität kann die Dispersion in die Umlage eindringen und dort einzelne Fasern miteinander verkleben. Die Verklebung der Fasern verhindert das Ausfransen beim Schneiden, Stanzen, etc. Dadurch werden die Technischen Sauberkeitswerte deutlich verbessert, z. Bsp. Prüfungen gem. VDA19 Technische Sauberkeit. Besondere Umwelt- und Sicherheitsauflagen fallen weg, da keine
gesundheitsgefährdenden Stoffe eingesetzt werden.
Die Lagerzeit des aufzutragenden Umlagenschutzes wird von ca. 4 bis 8 Wochen auf ca. 12 Monate erhöht.
Es können weitere Zusatzstoffe in die Dispersion eingebracht werden, ohne deren
Eigenschaften zu verschlechtern. Hierbei kann es sich bspw. um Partikel, insbesondere Metallpartikel, zur Erhöhung des Strahlungs- bzw. Wärmeschutzes, oder um Pigmente und / oder farbgebende Substanzen zur farbigen Gestaltung der Umlage handeln. Auch Zusatzstoffe zur Einstellung der elektrischen Leitfähigkeit oder der Antistatik sind möglich.
Weiterhin kann die Beschaffenheit des Umlagenschutzes einfach über den Wasseranteil eingestellt werden.
Der Umlagenschutz auf der Basis einer wässrigen Kunstharzdispersion führt zu einer Verbesserung der Medienbeständigkeit, z.B. gegenüber Batteriesäure, UV-Licht, etc. Zusätzlich wird ebenso die Geometriehaltigkeit bei Formschläuchen erzielt.
Bevorzugt werden für die wässrige Kunstharzdispersion Acrylate und / oder
Polyvinylacetate eingesetzt.
Als besonders gut geeignet hat sich eine wässrige Kunstharzdispersion auf der Basis wenigstens eines Styrolacrylats gezeigt. Der Feststoffgehalt liegt hierbei bevorzugt zwischen 10 und 40 Gew.-% bei einem pH- Wert zwischen 7 und 8.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die wässrige Kunstharzdispersion, bevorzugt auf der Basis wenigstens eines Styrolacrylats, frei von organischen Lösemitteln, d.h. die Menge an organischen Lösemitteln beträgt 0 Gew.-%.
Unter organischen Lösemitteln werden hierbei Kohlenwasserstoffe, halogenierte
Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Glykole, Ketone, Nitroverbindungen, Aminoverbindungen, Amide und Kohlenstoff-Schwefelverbindungen verstanden.
Neben Wasser und den bereits erwähnten Kunstharzen kann der Umlagenschutz noch weitere Bestandteile enthalten. Hierbei kann es sich um weitere Bindemittel, Farbstoffe oder Pigmente, z. Bsp. Titandioxid oder Glimmer, Füllstoffe, wie bspw. Calciumcarbonat, Silikate oder Quarzmehl, Stabilisatoren, Entschäumer, Verdickungsmittel und / oder Konservierungsmittel handeln.
Ein derartiger Umlageschlauch findet vorzugsweise Verwendung im Bereich
Turboladerschmierung, Turboladerkühlung, Kompressoren, Kraftstoffsystemen,
Dieselpartikelfiltern (DPF), Getriebe- und Motorkühlung oder in Bereichen, in denen aggressive Medien unter hohen Temperaturen transportiert werden müssen. Der
Umlageschlauch kann hierbei in gerader oder auch in geformter Ausführung, z.B. als Schlauchkrümmer verwendet werden. Wie bereits eingangs erwähnt können derartige Schläuche mehrere Lagen oder Schichten aus unterschiedlichen, Elastomeren, thermoplastischen Elastomeren oder Thermoplasten enthalten. Ebenso können neben der Umlage noch eine oder mehrere eingebettete
Festigkeitsträgerlagen vorhanden sein. Hierfür können alle der fachkundigen Person bekannten Festigkeitsträgerwerkstoffe verwendet werden.
Grundsätzlich können erfindungsgemäß alle Elastomere, thermoplastische Elastomere oder Thermoplaste eingesetzt werden. Bevorzugt sind Elastomere, thermoplastische Elastomere oder Thermoplaste, die eine Temperaturbeständigkeit von größer oder gleich 150°C aufweisen.
Die Elastomere sind beispielsweise ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus:
(teil)hydrierter Nitrilkautschuk (HNBR) und / oder Fluor- Kautschuk (FKM) und / oder Polyepichlorhydrin (ECO) und / oder Ethylen-Vinylacetat- Kautschuk (EVA) und / oder Acrylat- Kautschuk (ACM) und / oder Ethylen-Acrylat-Kautschuk (AEM) und / oder Silikonkautschuk (MQ, VMQ, PVMQ, FVMQ) und / oder Fluorierter
Methylsilikonkautschuk (MFQ) und / oder Perfluorinierter Propylen-Kautschuk (FFPM) und / oder Perfluorcarbon- Kautschuk (FFKM) und / oder Ethylen-Propylen-Dien- Kautschuk (EPDM).
Besonders gute Ergebnisse hinsichtlich der dynamischen Stabilität bei hohen
Temperaturen lassen sich erzielen, wenn HNBR, FKM, FPM, ACM, AEM und / oder Silikonkautschuk verwendet wird, wobei FKM, FPM und AEM besonders gut geeignet sind. Die genannten Elastomere können alleine oder im Verschnitt mit wenigstens zwei Elastomeren eingesetzt werden.
Ebenso ist es möglich, die Elastomere im Verschnitt mit Thermoplastischen Elastomeren und / oder Thermoplasten zu verwenden.
Als Thermoplastisches Elastomer findet vorzugsweise wenigstens ein Thermoplastisches Elastomer mit Polycarbonatanteil (TPE-C)Verwendung.
Als Material für die Festigkeitsträger der Umlage können alle der fachkundigen Person bekannten natürlichen und synthetischen Materialien verwendet werden.
Als synthetische Materialien kommen insbesondere synthetische Polymere, wie bspw. Polyacrylnitril, Polypropylen, Polyester, Polyamid, Polyurethan, Polyphenylensulfid, Polyoxadiazol, Aramide, wie p-Aramid, m-Aramid oder co-poly para Aramid, Polyimid, Polyetherimid, Polyetheretherketon, Polyethylen-2,6-naphthalat, Polyphenylen,
Polyphenylenoxid, Polyphenylenether, Polybenzoxazole, Polyvenylalkohol in Frage. Bei den natürlichen Materialien kann es sich um Steinwolle oder Asbest oder um Baumwolle, Flachs oder Hanf, oder um Wolle, Cellulose, Modal oder Seide, handeln.
Anorganische Materialien wie Glas, Keramik, Kohlenstoff (Carbon), Metall oder Gestein, wie bspw. Basalt, sind ebenso denkbar.
Die genannten Werkstoffe können hierbei alleine oder in Kombination, z.B. als Hybrid oder als Mischgeflecht, verwendet werden.
Der erfindungsgemäße Umlageschlauch kann zusätzlich mit einer biegesteifen
Verstärkung, wie sie bspw. aus EP 202 436 A2 für Schläuche mit einer (elastomeren) Deckschicht bekannt sind, ausgerüstet sein. Bei der biegesteifen Verstärkung handelt es sich vorzugsweise um Monofile, auch als Monofilamente bezeichnet, welche gleich- oder gegensinnig um bzw. in die Umlage gewickelt sind. Die Monofile können dabei auch gekreuzt gewickelt sein. Die Monofile können aus einem metallischen, wie bspw.
Edelstahl, oder einem nicht-metallischen Werkstoff, wie bspw. PPS oder POD, aufgebaut sein. D.h. das Material der biegesteifen Verstärkung kann hierbei gleich oder verschieden vom Material der Umlage sein. Die Umlage wird als textiles Flächengebilde in Form von Geflecht, Cord, Gestrick, Gewirk, Gewebe, Vlies oder Gelege aufgebracht, wobei vorzugsweise die Aufbringung als Geflecht erfolgt. Die Umlageschicht kann dabei einlagig oder mehrlagig ausgebildet sein. Bevorzugt hat die Umlageschicht 1 bis 5 Lagen, besonders bevorzugt 1 bis 3 Lagen und ganz besonders bevorzugt 1 bis 2 Lagen.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf schematische Zeichnungen erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Umlageschlauch aufgebaut aus:
Innenschicht 1 , Umlageschicht 2
Fig. 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Umlageschlauch aufgebaut aus:
Innenschicht 1, Umlageschicht 2, Umlagenschutz 3
Bezugszeichenliste
(Teil der Beschreibung)
Innenschicht
Umlageschicht
Umlagenschutz

Claims

Patentansprüche
Mehrschichtiger Umlageschlauch enthaltend wenigstens eine Innenschicht (1) und eine Umlageschicht (2) mit wenigstens einem Umlagenschutz (3), dadurch gekennzeichnet, dass der Umlagenschutz (3) auf der Basis wenigstens einer
Kunstharzdispersion auf Wasserbasis ist.
Mehrschichtiger Umlageschlauch gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Umlageschicht (2) aus Polyphenylensulfid (PPS) und / oder Polyoxadiazol (POD) und / oder Aramid (AR) und / oder Polyimid (PI) und / oder Polyetheretherketon (PEEK) und / oder Polyethylen-2,6-naphthalat (PEN) und / oder Polyphenylen (PPP) und / oder Polyphenylenoxid (PPO) und / oder Polyphenylenether (PPE) und / oder Polybenzoxazol (PBO) und / oder Kohlenstofffasern (CF) und / oder Metallfasern (MF) und / oder Glasfasern (GF) und / oder Polyester (PES) und / oder Baumwolle (CO) und / oder Cellulose und / oder Modal und / oder Keramikfasern und / oder Kohlenstoffasern und / oder Metallfasern und / oder Gesteinsfasern aufgebaut ist.
Mehrschichtiger Umlageschlauch gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlageschicht (2) aus Gesteinsfasern aufgebaut ist.
Mehrschichtiger Umlageschlauch gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gestein Basalt ist.
Verwendung eines mehrschichtigen Umlageschlauchs nach einem der Ansprüche 1 bis 2 als Schlauch für die Turboladerschmierung, für Kompressor-Schläuche, für Dieselpartikelfiltersysteme, für Kraftstoffschläuche, für Kühlwasserschläuche und für Ölschläuche.
PCT/EP2016/070273 2015-12-03 2016-08-29 Umlageschlauch mit wenigstens einem umlagenschutz WO2017092894A1 (de)

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